هواپیمای جنگنده فوق‌ مدرن چین با نام J20 را بشناسید

اولین جنگنده نسل پنجم چین سرانجام عملیاتی شد اما اکنون یکی از معایب این جت جنگنده مشخص شده است: موتور‌های مورد استفاده، نیروی محرکه‌ای کمتر از مقدار پیش‌بینی شده تولید می‌کنند.

مشکل موتور بدین معنا خواهد بود که جنگنده رادار گریز تاخیری مهم را در طی فرایند توسعه خود تجربه خواهد کرد و مجبور است فعلا از موتور ضعیف‌تری استفاده کند که نتیجه آن شده در حال حاضر نمی‌توان به طور کامل از توان و پتانسیل این هوایپیما استفاده نمود.

جنگنده چنگدو جی 20 (Chengdu J-20) برای اولین بار در سال 2011 در زمان بازدید وزیر جنگ ایالات متحده از کشور چین به نمایش در آمد. غول صنعت هوا‌فضای چین، شرکت صنایع هوایی چنگدو، در سال 1990 کار بر روی جنگنده سنگین و مخفی را آغاز نمود که با عنوان J-XX شناخته می‌شد و به خاطر قابلیت‌های بسیار پیشرفته‌ای که برای آن در نظر گرفته شده بود، کارشناسان به این باور رسیدند که چین توانایی طراحی و ساخت چنین هواپیمای فوق پیشرفته‌ای را نخواهد داشت.

صنعت هوافضای چین دهه‌ها در تلاش و کشمکش با غرب (و روسیه) بود تا تکنولوژی ساخت موتور‌های جت با کارایی بالا را بدست آورد. در طول جنگ سرد، عملا توسعه موتور‌های اختصاصی هواپیما‌های چینی غیر‌ممکن می‌نمود و چین تنها به کپی موتور‌های شوروی مبادرت می‌ورزید.

ورود سریع اطلاعات و فناوری‌های نظامی در اواخر دهه 1980 میلادی این امید‌ها را افزایش داده بود که به زودی این فاصله و شکاف علمی از بین خواهد رفت اما ناگهان تحریم نظامی که به خاطر ماجرای قتل‌عام میدان تیان‌آنمن چین (Tiananmen Square) در سال 1989 روی داد، سبب شد تا روند انتقال دانش نظامی از غرب متوقف شود و چین مجبور شد در جای دیگر به جستجوی دانش مورد نیاز خود باشد.

در سال‌های اخیر چین سرمایه‌گذاری زیادی از زمان، پول و نیروی فکری نخبه‌های خود و حتی سرقت اسرار نظامی را صرف تحقیق و توسعه و رفع مشکل موتور‌های جت با کارایی بالا کرده است اما هنوز موفقیت آن‌ها در ساخت موتوری قابل اعتماد و با کارایی بالا به اثبات نرسیده است.

در حال حاضر تعداد ده یا حتی بیشتر از جنگنده‌های J-20 چینی با استفاده از موتور توربوفن پس‌سوز AL-31F Saturn ساخت روسیه نفس می‌کشند و اگر روابط بین روسیه و چین به هر دلیلی دچار مشکل شود، چین به سختی قادر به تامین نیاز‌های پرنده‌های خود برای پرواز خواهد بود (روسیه نیز ترجیح می‌دهد که به چین یک هواپیمای کامل را بفروشند و نه فقط موتور آن را، زیر سود حاصل بسیار بیشتر است).

روزنامه انگلیسی زبان ساوت چاینا مورنینگ پست (South China Morning Post) هنگ‌کنگ نیز اخیرا در گزارشی اعلام کرد که چین در حال توسعه و ساخت یک موتور بومی برای جنگنده J-20 به اسم WS-15 است. در این گزارش آمده که فرم کنونی موتور WS-15 ، هنوز قابل اعتماد نیست و نمی‌توان از آن استفاده نمود؛ حتی یک نمونه در طی تست زمینی در سال 2015 منفجر شده است.

موتور‌ جت‌های جنگنده نظامی به عنوان موتور تبدیل کننده سوخت و هوا به نیروکه محرکه، همواره در معرض دما و فشار بسیار بالا قرار دارند. در طول چرخه عمر موتور، قسمت‌های فلزی مانند تیغه‌های توربین، فرایندی که خزش حرارتی (Thermal Creep) نامیده می‌شود را تجربه خواهند کرد، در این فرایند فلز به علت سرد و گرم شدن مکرر دچار تغییر شکل تدریجی می‌شود. فلز یا قسمت‌های دارای انحنا و پیچش، به همین علت تضعیف شده و خواص ویژه خود را از دست می‌دهند و شرایط برای آتش گرفتن و حتی انفجار موتور را فراهم می‌آورند.

موتور‌ جت‌های مدرن از سوپر‌آلیاژ‌های تک کریستال (Single Crystal) استفاده می‌کنند که در سطح میکروسکوپی تمام فلز به طور یک‌دست از دانه‌های کریستالی تشکیل شده است؛ به طوری که اساسا فلز‌های تک کریستاله را می‌توان یک دانه کریستال غول‌پیکر در نظر گرفت.

خزش حرارتی نیز تمایل دارد که در بین اتصالات و باند‌های بین دانه‌های کریستال نفوذ کند، اما خب وقتی که تنها یک دانه کریستال غول‌پیکر بدون هرگونه اتصالی وجود داشته باشد، پس طبیعتا در مقابل پدیده خزش حرارتی هم از مقاومت بسیار بالایی برخوردار خواهد بود. صنایع هوا‌فضای Pratt & Whitney جهت تولید موتور‌های F119 برای جنگنده F-22 Raptor  اعلام کرد تیغه‌های این موتور‌ها از آخرین فناوری آلیاژ‌های تک کریستاله بهره گرفته‌اند.

به گزارش روزنامه ساوت چاینا مورنینگ پست، در حال حاضر جنگنده J-20، از موتور WS-10B که به اسم Taihang نیز شناخته می‌شود بهره می‌گیرد تا زمانی که موتور WS-15 به مرحله بهره‌برداری نهایی برسد. البته تغییر در موتور هواپیما‌ها چیز جدیدی نیست و پیش از این نیز موارد متعددی از آن وجود داشته است، از جمله: جنگنده افسانه‌ای F14 تامکت که پیش از استفاده از موتور قدرتمند F110 جنرال‌الکتریک (General Electric F110)، برای بیش از یک دهه با بهره‌گیری از موتور کم‌جان، غیر‌قابل اعتماد و افتضاح Pratt & Whitney TF-30 به پرواز در‌ می‌آمد.

با این حال استفاده از یک موتور جایگزین با قدرت پایین‌تر بر کارایی جنگنده J-20 تاثیر منفی خواهد گذاشت؛ به طوری که موتور کنونی WS-10B، آنقدر قدرت ندارد تا به جنگنده J-20 این امکان را بدهد تا بتواند از قابلیت سوپر‌‌کروز (Supercruise) یا پرواز با سرعتی بیشتر از سرعت صوت بدون استفاده از سیستم‌های پس‌سوز که سوخت را مانند یک هیولا می‌بلعد، بهره بگیرد. در نتیجه جنگنده J-20 آهسته‌تر پرواز می‌کند و اگر بخواهد با سرعتی بیشتر از یک ماخ حرکت کند، از لحاظ میزان فاصله پروازی بدون سوخت‌گیری، به شدت دچار محدودیت خواهد شد. قدرت کمتر جنگنده J-20 همچنین در نبرد‌های تن‌به‌تن هوایی یا داگفایت (Dogfight) با دیگر جنگنده‌ها کاملا به ضرر آن است، جایی که سرعت حکم مرگ و زندگی را دارد.

موتور جدید آری یا خیر؟ در هر حال تولید جنگنده‌ J-20 برای کشوری چون چین که در صنعت هوایی با محدودیت‌هایی روبرو بود، دستاوردی چشمگیر محسوب می‌شود. موتور WS-15 نیز بالاخره آماده خواهد شد و جنگنده‌ J-20 را به یک حریف قدرتمند در آسمان تبدیل خواهد کرد.